免疫学精选课件04-2免疫球蛋白

2019/11/11电子科技大学生命科学与技术学院1第四章下集免疫球蛋白3人工制备抗体124免疫球蛋白的结构免疫球蛋白的血清型免疫球蛋白的功能5各类免疫球蛋白的特点2019/11/11电子科技大学生命科学与技术学院2免疫球蛋白与抗体免疫球蛋白(Immunoglobulin,Ig)是指化学结构与抗体相似的球蛋白。抗体(Antibody,Ab)是具有免疫活性的、能与相应抗原发生特异性结合的免疫球蛋白。Ab是功能描述，Ig是化学结构描述。抗体都是免疫球蛋白;免疫球蛋白不都是抗体。2019/11/11电子科技大学生命科学与技术学院3丙种球蛋白与抗体TiseliusA,KabatA.JExpMed1939,69:1192019/11/11电子科技大学生命科学与技术学院44.1免疫球蛋白的结构123免疫球蛋白的其它成分免疫球蛋白的水解片段免疫球蛋白的基本结构2019/11/11电子科技大学生命科学与技术学院54.1.1基本结构:重链和轻链巯基乙醇重链(heavychain，H):450-550aa,50-75KDμδγαε轻链(lightchain，L):214aa,25KDκλ2019/11/11电子科技大学生命科学与技术学院64.1.1基本结构:可变区与恒定区可变区(Variableregion)重链和轻链靠近N端的约110个氨基酸的序列变化很大，称为可变区。重链和轻链的可变区分别写为VH、VL恒定区(Constantregion)重链和轻链N端约110个氨基酸后的序列组成和排列顺序比较恒定，称为恒定区。重链和轻链的恒定区分别写为CH和CL。VL,CL;VH,CH1,CH2,CH32019/11/11电子科技大学生命科学与技术学院74.1.1基本结构:高变区与骨架区高变区(hypervariableregion,HVR)比较不同抗体V区的氨基酸序列，VH和VL各有3个区域的氨基酸组成和排列顺序特别易变化，这些区域称为高变区。三个高变区共同组成抗体的抗原结合部位，该部位也称为互补性决定区(complementarity-determiningregion,CDR)骨架区(frameworkregion,FR)高变区外氨基酸组成和排列顺序相对不易变化的可变区部分称为骨架区，共4个，分别写作FR1、FR2、FR3、FR4。2019/11/11电子科技大学生命科学与技术学院84.1.1基本结构:铰链区铰链区(hingeregion):位于CH1和CH2之间,富含脯氨酸,易于伸展弯曲,有利于抗体两臂同时结合两个表位。2019/11/11电子科技大学生命科学与技术学院94.1.1基本结构:免疫球蛋白折叠免疫球蛋白折叠(Igfold):由5~10个氨基酸残基组成1个β折叠股，3~5股反平行β折叠股形成1个β片层(βsheet)，2个平行的β片层通过其中心的2个半胱氨酸通过链内二硫键垂直连接形成β桶(βbarrel)或β三明治(βsandwich)结构，肽链的这种折叠方式称为免疫球蛋白折叠。2019/11/11电子科技大学生命科学与技术学院104.1.2免疫球蛋白的其它成分J链(JoiningChain)是浆细胞合成的一条富含半胱氨酸的多肽链，可连接多个Ig单体形成多聚体。分泌片(secretorypiece,SP)或称分泌成分(secretorycomponent,SC)是粘膜上皮细胞合成的含糖肽链，可非共价结合并介导IgA二聚体穿过粘膜细胞，分泌到粘膜表面并保护分泌型IgA铰链区免受蛋白酶水解。2019/11/11电子科技大学生命科学与技术学院114.1.3免疫球蛋白的水解片段2019/11/11电子科技大学生命科学与技术学院124.2免疫球蛋白的血清型123同种异型(allotype)独特型(idiotype)同种型(isotype)2019/11/11电子科技大学生命科学与技术学院134.2.1同种型(isotype)免疫球蛋白的类和亚类根据重链C区不同:μγδαε→IgM、IgG、IgA、IgD、IgE等五类同类Ig根据铰链区氨基酸组成、二硫键数目与位置可分成不同亚类如IgG1-4，IgA1、IgA2，IgM1、IgM2免疫球蛋白的型和亚型根据CL抗原性的差异，可将轻链分为κ和λ型；根据Cλ区个别位点氨基酸的不同，可分为4个亚型λ1(L190)、λ2(R190)、λ3(G154)、λ4(S154)同一Ig轻链同型；不同种属，各型轻链使用比例有差别。2019/11/11电子科技大学生命科学与技术学院144.2.2同种异型(allotype)同一种属中不同个体所产生的同一类型Ig,由于重链或轻链恒定区内一个或数个氨基酸不同而表现的抗原性差异。“免疫球蛋白的血型”Gm、A2m、Em、Km等多个系列2019/11/11电子科技大学生命科学与技术学院154.2.3独特型(idiotype)同一个体中不同B细胞克隆所产生的Ig可变区所具有的抗原特异性标志。由Ig超变区与骨架区特有的氨基酸序列和构型所决定。2019/11/11电子科技大学生命科学与技术学院164.3免疫球蛋白的功能V区的功能识别结合抗原参与独特型抗独特型网络的免疫调节C区的功能激活补体(IgM,IgG1~3-Ag)结合细胞表面的Fc受体调理作用(opsonization)ADCC作用(antibody-dependentcell-mediatedcytotoxicity)介导I型超敏反应穿过胎盘和粘膜IgG依靠新生Fc段受体(FcRn)穿过胎盘SIgA依靠多聚免疫球蛋白受体(pIgR)穿过粘膜NeonatalFcreceptor(FcRn)2019/11/11电子科技大学生命科学与技术学院174.3免疫球蛋白的功能2019/11/11电子科技大学生命科学与技术学院18抗体介导的调理作用2019/11/11电子科技大学生命科学与技术学院19抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用2019/11/11电子科技大学生命科学与技术学院20分泌型IgA经肠道上皮细胞分泌到粘膜表面2019/11/11电子科技大学生命科学与技术学院214.4各类免疫球蛋白的特点IgGIgEIgDIgAIgM2019/11/11电子科技大学生命科学与技术学院224.4.1IgGIgG于出生后3个月开始合成,半衰期约为21天血清与胞外液中含量最高的IgIgG1~3的CH2能通过经典途径激活补体IgG是唯一能通过胎盘的抗体IgG1,IgG2,IgG4与葡萄球菌A蛋白(staphylococcusproteinA,SPA)结合抗感染的“主力军”2019/11/11电子科技大学生命科学与技术学院234.4.2IgMIgM是B细胞抗原受体的主要成分五聚体，是分子量最大的Ig，称巨球蛋白。IgM是个体发育过程最早能产生的抗体，胚胎晚期已能合成IgM是抗原刺激后出现最早的抗体IgM激活补体能力比IgG强天然血型抗体是IgM抗感染的“先头部队”2019/11/11电子科技大学生命科学与技术学院244.4.3IgA分为血清型和分泌型两种，血清型IgA为单体。而分泌型IgA主要由MALT产生。主要存在于初乳、唾液、泪液，以及呼吸道消化道和泌尿生殖道粘膜表面的分泌液中。分泌型IgA的合成和主要作用部位在粘膜抗感染的“边防军”2019/11/11电子科技大学生命科学与技术学院254.4.4-5IgD及IgEIgD可在个体发育的任何时间产生是B细胞的重要表面标志B细胞的分化过程中首先出现SmIgM，后来出现SmIgD，他的出现标志着B细胞成熟了.IgE又称亲细胞抗体CH2和CH3功能区可与肥大细胞、嗜碱性粒细胞上的高亲和力Fcε受体结合,引起I型超敏反应抗寄生虫感染2019/11/11电子科技大学生命科学与技术学院264.5.2单克隆抗体的制备由一个B细胞克隆产生的仅能特异性识别和结合一种特定表位的均一性抗体。杂交瘤技术的主要思想B细胞产生抗体，但体外培养寿命有限肿瘤细胞可在体外无限传代，但不产生抗体B细胞+肿瘤细胞=杂交瘤细胞关键：如何筛选出杂交瘤细胞？2019/11/11电子科技大学生命科学与技术学院27筛选融合细胞的理论基础细胞DNA合成一般有两条途径。主途径是由糖和氨基酸合成核苷酸，进而合成DNA，叶酸作为重要的辅酶参与这一合成过程。另一辅助途径是在次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情况下，经次黄嘌呤磷酸核糖转化酶（HGPRT）和胸腺嘧啶核苷激酶（TK）的催化作用合成DNA。细胞融合的选择培养基（HAT培养基）中有三种关键成分：次黄嘌呤（hypoxanthine，H）、氨甲蝶呤（aminopterin，A）和胸腺嘧啶核苷(thymidine,T)。氨甲蝶呤是叶酸的拮抗剂，可阻断瘤细胞利用正常途径合成DNA。2019/11/11电子科技大学生命科学与技术学院28脾细胞自融脾细胞特定骨髓瘤细胞株HGPRT-TK-脾细胞HGPRT+TK+PEGHAT骨髓瘤细胞自融骨髓瘤细胞HGPRT-TK-杂交瘤细胞HGPRT+TK+细胞在HAT培养基里的结局抗体X-a-b-c-d-a-b-c-d表位BALB/cabbcd传统抗体(抗血清)是所有抗体的混和脾脏产生各种B細胞免疫前要先把抗原作成乳剂免疫抗原采血后可得传统抗血清已建立之小鼠骨髓瘤细胞株由脾脏收集B細胞抗原通常有多个表位免疫后的脾脏约在两月內注射五到八次AgX2019/11/11电子科技大学生命科学与技术学院302019/11/11电子科技大学生命科学与技术学院312019/11/11电子科技大学生命科学与技术学院322019/11/11电子科技大学生命科学与技术学院334.5.3基因工程抗体及抗体工程进展简介双特异性抗体(bispecificantibody)催化抗体,抗体酶(abzyme)“荧光”抗体(fluorescentantibody)抗原化抗体(antigenizedantibody)重组免疫毒素嵌合抗体(chimericantibody)人源C区，鼠源V区改型抗体(reshapingantibody)CDR移植抗体:人源C区,FR;鼠源HVR人源化抗体(humanizedantibody)单链抗体(singlechainofFv,scFv)单区抗体(singledomainantibody)噬菌体展示(phagedisplay)抗体药物2019/11/11电子科技大学生命科学与技术学院34解析的第一个VHH抗体2019/11/11电子科技大学生命科学与技术学院35NanobodyNanobodies,single-domainantigen-bindingfragmentsofcamelid-specificheavy-chainonlyantibodiesofferspecialadvantagesintherapyoverclassicantibodyfragmentsbecauseoftheirsmallersize,robustness,andpreferencetotargetuniqueepitopes.ANanobodydiffersfromahumanheavychainvariabledomaininabouttenaminoacidsspreadalloveritssurface,……Generalstrategytohumanizeacamelidsingle-domainantibodyandidentificationofauniversalhumanizednanobodyscaffold2019/11/11电子科技大学生命科学与技术学院36无独有偶：IgNAR17SEPTEMBER2004VOL305SCIENCEPAGE1770-17732019/11/11电子科技大学生命科学与技术学院37HumanIgGvs.IgNAR2019/11/11电子科技大学生命科学与技术学院3